JPH10181307A

JPH10181307A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JPH10181307A
Application number: JP8351309A
Authority: JP
Inventors: Takanari Saguchi; 隆成佐口; Tomohisa Nishikawa; 智久西川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-07
Anticipated expiration: 2016-12-27
Also published as: JP3682349B2

Abstract

(57)【要約】【課題】２５０〜４００Ｈｚの高周波域のタイヤの振
動特性を改良してロードノイズを低減させると共に、操
縦安定性も改良した空気入りラジアルタイヤを提供す
る。【解決手段】タイヤのカーカス形状を変更し、タイヤ
最大カーカス断面幅位置とベルトコードのタイヤ幅方向
端部との間のバッドレス部に不織布補強層を埋設してな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、ロードノイズを低
減する空気入りラジアルタイヤに関し、特に、タイヤ振
動が２５０〜４００Ｈｚの高周波領域においてロードノ
イズを低減することのできる空気入りラジアルタイヤに
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車は高級化の傾向を示してお
り、該自動車の運転においては、その良好な乗り心地性
と静粛性とが要求されている。一方、前記自動車に装備
されるタイヤの分野においても、前記要求に応えるべ
く、該タイヤ性能の重要な一つであるロードノイズの低
減に関する開発が行われている。ロードノイズは、広義
には乗り心地性の範中に含まれるものであるが、タイヤ
が路面の凹凸上を走行することで、該凹凸に基づく外力
の強制入力を受けて振動し、該振動が自動車の車体を介
して車内に伝達されて発生するものである。

【０００３】そのため従来からタイヤの振動特性の改良
が必要とされており、トレッド部のゴムを柔らかくした
り、タイヤの重量の増加、タイヤの材料を変更してタイ
ヤのバネ常数の低下、あるいは、トレッドパターンの変
更等で対応している。しかし、タイヤ材料の変更等は、
場合によっては工場の設備の変更が必要になって、製造
コストが高くついたり、他の性能、特に、耐摩耗性を低
下させることがあって、有効な手段とはなり得ない場合
があるのが現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の如く
従来のタイヤは、トレッド部の重量の増加やバネ常数を
低下させることによって、２５０Ｈｚまでの振動につい
てのタイヤ特性の改良が比較的容易にできるが、２５０
〜４００Ｈｚの高周波域のタイヤの振動特性の改良手段
については、有効のものがないのが現状であった。

【０００５】そこで、本出願人は、前記２５０〜４００
Ｈｚの高周波域のタイヤの振動特性を改良するべく、タ
イヤの材料等を変更せずに、タイヤの形状、詳しくは、
タイヤのカーカス形状のみを変更することによって、ロ
ードノイズを低減し、かつ、乗り心地に優れたラジアル
タイヤを、既に提案している（特願平７−２６２７２８
号）。前記提案のラジアルタイヤは、カーカス形状の変
更に当たって、次のような知見を得ている。

【０００６】（１）図９、図１０に示されている従来の
ラジアルタイヤ１０’においては、一般のリム２に組み
込まれたタイヤのカーカス１が、例え、そのモールド形
状がどのようなものであっても、最大内圧を充填する
と、該カーカス１のコード張力を一定にする形状になろ
うとする。特に、曲げ剛性が小さく膜体とみなせるサイ
ドウオールの中央部においては、前記ことが顕著であ
り、曲げ剛性の大きいショルダー部近傍とビート部近傍
ではある程度モールド形状に依存するが、やはり、カー
カス１のコード張力を一定にする形状になろうとする。

【０００７】モールドの形状を、このようにカーカスの
コード張力が一定になるように一致させて設計した場合
を、自然形状理論によるタイヤ設計と称され、図９の基
準円弧Ｒｋに比較的近い形状をとるのが一般的である。

【０００８】（２）タイヤが路面の突起等により変形す
る場合、そのカーカス１の撓みは、曲げ剛性の小さいサ
イドウオールの中央で大きく、曲げ剛性の大きいショル
ダー部近傍では小さく、更に、ビード部近傍では小さ
い。先行技術である前記提案のラジアルタイヤ１０”
は、前記知見に基づき、図７、図８に示すように、ショ
ルダー部近傍とビート部近傍とのモールド形状を、予め
タイヤが撓んでいる状態に近い形状（図７の点線の基準
円弧Ｒｋよりタイヤ外側の実線のカーカス１）としたも
のである。

【０００９】即ち、タイヤを前記の如きモールド形状に
して置き、最大内圧を充填すると、タイヤのカーカス１
は、図８に示すように、タイヤのコード張力を一定にし
ようとして、ショルダー部とビート部とがタイヤの内側
に入ってきて、サイドウオール中央部は、タイヤの外側
に出て行くような形状（図８の点線）となる。しかし、
ショルダー部近傍とビート部近傍とは弾性体で構成され
ているので、空気圧を最大内圧の１０％程度にすると、
モールド時の形状に近い形状に戻る。

【００１０】つまり、先行技術の前記提案のラジアルタ
イヤ１０”は、最大内圧充填時には、ショルダー部近傍
とビート部近傍とに、常にタイヤが撓んだ状態に戻ろう
とする力が働くべく作用させ、タイヤのカーカス１が撓
み易い状態として、バネ常数を低減したものである。

【００１１】しかし、前記提案のラジアルタイヤは、２
５０〜４００Ｈｚの高周波域のタイヤの振動特性を改良
するべく、タイヤのカーカス形状を変更して、タイヤの
バネ常数を低減することによって、ロードノイズを低減
し、乗り心地性に優れたラジアルタイヤを提供できる
が、操縦安定性に難があり、該操縦安定性が低下すると
の問題がある。

【００１２】本発明は、前記問題に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは、２５０〜４００Ｈ
ｚの高周波域のタイヤの振動特性を改良してロードノイ
ズを低減させると共に、操縦安定性も改良した空気入り
ラジアルタイヤを提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明の係る空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビ
ート部に設けられたビートコアと、一方のビート部から
他方のビート部に延び、ビートコアに巻回されてビート
部に係留されたラジアルコード層よりなるカーカスプラ
イと、該カーカスプライのクラウン部ラジアル方向外側
に配置された一層以上のコード層よりなるベルトと、該
ベルトのラジアル方向外側に配置されたトレッドと、前
記カーカスプライのタイヤ軸外側に配置されたサイドゴ
ムとを備え、タイヤ最大カーカス断面幅位置と前記ベル
トのタイヤ幅方向端部との間のバッドレス部に不織布補
強層を埋設したことを特徴としている。

【００１４】一般に、タイヤが凹凸のある路面を走行す
ると、タイヤはその凹凸状況に応じて加振され、該タイ
ヤの各部位が振動して、該振動が車軸に伝達される。タ
イヤが２５０〜４００Ｈｚの周波数帯域にある場合の振
動は、一般の両端固定の弦と同じように、両ビート部を
固定端として、その間に定在波を作り、ラジアル方向に
振動モードを形成していることが知られているが、タイ
ヤ伝達特性とタイヤ振動モードの関係は、明確でないの
が現状であった。

【００１５】本発明者は、タイヤの２５０〜４００Ｈｚ
帯域でのロードノイズの低減に関して、（１）２５０〜
４００Ｈｚ帯域の振動モードは、ベルト端部、タイヤ最
大幅部、及び、ビート固定部が節となり、バッドレス部
とビート部ラジアル方向外側部分が腹を持つモードであ
ること、及び、（２）２５０〜４００Ｈｚ帯域において
は、バッドレス部の振動モードの振幅を抑制乃至調整を
すれば、タイヤの振動伝達特性が低減できることを知見
した。また、一般的に、構造物がある振動モード形態を
示すとき、任意の点のモード振動を抑制するために他点
の剛性・質量を変更する場合、増加させるか、又は、減
少させるかは、前記構造物の系に依存することが知られ
ている。

【００１６】本発明は、前記知見に基づき、ベルト端部
からタイヤカーカス最大幅部の領域の内、少なくとも８
０％以上の領域に、不織布からなる補強層を埋設したも
のであるので、振動モード自体を変更したことになり、
定性的には、振動の腹を持つ部分の剛性を増加させ、振
動の振幅を小さくして全体の振動エネルギーレベルを下
げたものであって、これによって、タイヤの２５０〜４
００Ｈｚ帯域のロードノイズが低減できるものである。

【００１７】ここで、ベルト端部からタイヤカーカス最
大幅部の領域の内、少なくとも８０％以上の領域に不織
布からなる補強層を埋設するのは、８０％以下の領域で
は、振動の腹を持つ部分の剛性を十分に増加させること
ができないためである。

【００１８】前記領域に不織布以外の補強層、例えば、
コード補強層を用いれば、前記領域の剛性は容易に変更
されるが、コード補強層等は、該コード断面において、
ゴム層との未接着部分が存在するために、使用初期から
亀裂を有することと同等の現象が生じており、タイヤ変
形の大きなバットレス部に配置すると、タイヤの耐久性
能が大幅に低下する。しかし、不織布補強層は、ゴム層
との接着性が良いので、タイヤ変形の大きなバットレス
部に配置しても、耐久性能上の問題はない。また、不織
布を、唯、単純にバットレス部に付加すると、タイヤの
バネ常数が増加してしまい、８０〜２５０Ｈｚ帯域での
ロードノイズの悪化を招く傾向がある。

【００１９】そこで、本発明は、本出願人の先行発明で
ある前記提案発明の構成を採用すること、つまり、図
７、図８に示すように、タイヤのカーカス部を、ＪＩＳ
Ｄ４２０２、１９９４による適用リム２（但し、複数存
在する場合には、幅の狭い方を適用する）に組み込み、
ＪＩＳＤ４２０２、１９９４による最大荷重に対応する
空気圧の１０％の内圧を重点したときに、リムフランジ
円弧部の中心点Ｑを通りタイヤ回転軸に対する傾斜角度
が４５度で延びる直線が該カーカス・ラインを横切る交
点Ｌからタイヤ軸線に垂直に立てた直線が該カーカス・
ラインを横切る点を交点Ｍとし、前記交点Ｌ，Ｍを結ぶ
選分ＬＭに対してタイヤの軸方向外方に平行に引いた前
記カーカスラインの接線ＧＫと外接するように仮想した
該線分ＬＭを弦とする円弧をＲｋとした場合、該カーカ
スの最大幅部Ｓから前記交点Ｍまでの前記カーカスライ
ンは、該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、該カーカ
スの最大幅部Ｓから前記交点Ｍまでの該カーカスライン
の少なくとも一部は前記円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を
通る構成とすることで、タイヤのバネ常数を逆に低下さ
せて、８０〜２５０Ｈｚと２５０〜４００Ｈｚとの両領
域のロードノイズを低下させ、タイヤのバネ常数の増加
に基づく前記ロードノイズの悪化を防止している。

【００２０】本発明の更に好ましい態様としては、前記
カーカスの最大幅部Ｓから前記交点Ｍまでの前記カーカ
スラインが、前記円弧Ｐｋよりもタイヤの外側を通り、
該円弧Ｒｋとの最大離間距離ｔが２〜１５ｍｍであるよ
うに構成するのがよい。

【００２１】前記円弧Ｒｋとの最大離間距離ｔを２〜１
５ｍｍとしたのは、２ｍｍ以下では、前記タイヤのバネ
常数の低減効果があまり期待できなくなることと、１５
ｍｍ以下としたのは、タイヤの大きさにもよるが、前記
の如きカーカスラインが現実的に描けないということに
ある。

【００２２】また、カーカス１の最大幅部Ｓから交点Ｌ
までのカーカスラインの少なくとも一部は、基準円弧Ｒ
ｋよりもタイヤの外側を通るようにしているのは、図７
に示すように、従来の多くの一般のタイヤが、そのカー
カスラインを前記基準円弧Ｒｋよりも内側を通るように
なっているのに比べて特徴があると共に、ビート部変曲
点からビートコアーにつながる部分だけは、スムースな
カーカスラインとする必要がある。

【００２３】従来、前記の如きカーカスラインを採用で
きなかったのは、ショルダー部と、ビート部との変形が
大きくなってしまい故障発生の虞があったため、即ち、
従来はタイヤ材料に問題があったものであるが、現在の
タイヤ材料の改善によって、実現が可能である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態の空気入
りラジアルタイヤを図面に基づいて説明する。図１は、
本実施形態の実施例１のサイド補強層を備えた空気入り
ラジアルタイヤ、いわゆる、ランフラット・タイヤ１０
（以下、単に、ラジアルタイヤと云う）の断面斜視図で
あり、図２は、該実施例１の断面図であって、本実施例
１のラジアルタイヤ１０のサイズは、１９５／６５Ｒ１
４である。

【００２５】図１、図２に示すラジアルタイヤ１０は、
断面ループ状を呈し、全体がゴム層１１により形成さ
れ、断面両端部のビート部１２、１２には、前記ラジア
ルタイヤ１０の回転軸回りにリング状に形成された一対
のビートコア１３、１３が備えられている。これら一対
のビートコア１３、１３間には、前記ラジアルタイヤ１
０の断面方向にループ状に配置され、クラウン部Ｅから
左右の両サイド部Ｇ，Ｇに延びたプライコード１４から
成る一層のカーカスプライ１５が跨設されている。該カ
ーカスプライ１５の長手方向両端部１５’１５’は、一
対の前記ビートコア１３、１３の周りに外側に折り返し
て巻き上げられている。

【００２６】前記クラウン部Ｅのカーカスプライ１５の
ラジアル方向外側には、実質的に非伸長性のスチールコ
ード１６、１６から成る二層のスチールベルト層１７が
前記被覆ゴム１１内に埋設配置され、該スチールベルト
層１７のラジアル方向外側には、前記ゴム１１から成る
肉厚のトレッド部１８が形成されている。該トレッド部
１８の表面部には、前記ラジアルタイヤの周方向に連続
に延びる複数のリブ溝（周方向溝）１９が幅方向に所定
間隔を置いて刻設されている。

【００２７】前記ラジアルタイヤ１０の前記カーカスプ
ライ１５の左右の両サイド部Ｇ，Ｇのタイヤ最大カーカ
ス断面幅位置と前記スチールコード１６のタイヤ幅方向
端部との間のバッドレス部Ｈに不織布補強層２０を埋設
している。図２に示されているように、実施例１のラジ
アルタイヤ１０は、不織布補強層２０の配置位置を、前
記スチールコード１６のタイヤ幅方向端部からタイヤ最
大高さＯＤに対して高さＯＣの位置がＯＣ／ＯＤ＝０．
７４の位置までの長さ埋設したものである。

【００２８】本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１０
の補強層として使用される不織布２０は、引張、圧縮、
剪断等に対して異方性が小さいことが好ましい。また、
前記空気入りラジアルタイヤ１０は、加硫工程での熱・
圧力によって、フィラメント間にゴムが浸透（又は進
入）するため、一般的には不織布２０への特別の接着剤
の塗布等の処理の必要はないが、より一層の接着性を必
要とする場合には、接着剤の塗布処理をしてもよい。

【００２９】更に、不織布２０に用いられる繊維素材と
しては、ポリイステル、ポリアミド、ポリアラミド、ポ
リビニルアルコールに代表される合成素材や、レーヨ
ン、セルロース等の天然繊維の単独又は２種類以上を混
合したものを挙げることができるが、前記以外の繊維材
料であっても良い。また、繊維自身は、内層と外層とを
異なる素材とする２層構造の繊維も不織布２０の材料と
して使用することができる。

【００３０】本実施形態の乗用車用の空気入りラジアル
タイヤ１０を評価するために、実施例１以外にも不織布
補強層の幅の異なる二つの実施例２、実施例３の空気入
りラジアルタイヤを試作すると共に、その配置場所の異
なる二つの実施例４、実施例５を試作し、不織布補強層
のない同じ大きさの従来の空気入りラジアルタイヤと共
に試験して比較した。

【００３１】図３は、実施例２のラジアルタイヤ１０を
示すものであり、不織布補強層２０の配置位置を、前記
スチールコード１６のタイヤ幅方向端部からタイヤ最大
高さＯＤに対して高さＯＢの位置がＯＢ／ＯＤ＝０．６
０の位置までの長さ埋設したものである。

【００３２】図４は、実施例３のラジアルタイヤ１０を
示すものであり、不織布補強層２０の配置位置を、前記
スチールコード１６のタイヤ幅方向端部からタイヤ最大
高さＯＤに対して高さＯＡの位置がＯＡ／ＯＤ＝０．４
４の位置までの長さ埋設したものである。

【００３３】図５は、実施例４のラジアルタイヤ１０を
示すものであり、不織布補強層２０の配置位置を、前記
カーカスプライ１５の内側で、前記スチールコード１６
のタイヤ幅方向端部相当位置からタイヤ最大高さＯＤに
対して高さＯＡの位置がＯＡ／ＯＤ＝０．４４の位置ま
での長さに渡って埋設したものである。

【００３４】図６は、実施例５のラジアルタイヤ１０を
示すものであり、不織布補強層２０の配置位置を、前記
カーカスプライ１５の二つのプライコード１４、１４の
間で、前記スチールコード１６のタイヤ幅方向端部相当
位置からタイヤ最大高さＯＤに対して高さＯＡの位置が
ＯＡ／ＯＤ＝０．４４の位置までの長さに渡って埋設し
たものである。

【００３５】本実施形態の乗用車用の空気入りラジアル
タイヤは、実施例１を不織布補強層の幅が２０ｍｍ、実
施例２を不織布補強層の幅が４０ｍｍ、及び、実施例３
〜５を不織布補強層の幅が８０ｍｍとし、従来の空気入
りラジアルタイヤは、通常のサイド形状の補強層の無い
タイヤであり、前記実施例１〜５と従来例の空気入りラ
ジアルタイヤとは、サイド形状及び補強層の有無以外
は、まったく同一の構造のものとした。

【００３６】試験は、内圧２．０ｋｇ／ｃｍ²、６ＪＪ
リムを用い国産の２０００ｃｃの自動車に装備して行っ
た。ロードノイズは、時速５０ｋｍ／ｈでの車内騒音を
測定することで行い、試験結果は、次の表１のようにな
った。数値は、従来のタイヤを基準とし、その値を指数
で表して１００として実施例１〜５と比較した。数値の
大きい値程、性能が良いことを示している。

【００３７】

【表１】

【００３８】前記表１から明かなように、実施例１〜５
は、いずれも、ロードノイズが問題となる周波数が８０
〜２００Ｈｚ、及び、２５０〜４００Ｈｚにおいて従来
例より数値が良く、音圧レベルが改善されていることが
理解できる。

【００３９】更に、カーカス形状に基づきタイヤの上下
方向のバネ常数は低減するが、不織布補強層２０を配置
することで、前後方向のバネ常数（ケース周方向剪断バ
ネ）は増加することから、操縦安定性は良くなる。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明の空気入りラジアルタイヤは、カーカス形状を変更す
ることで、２５０〜４００Ｈｚの高周波域のタイヤの振
動特性を改良してロードノイズを低減させると共に、不
織布補強層を配置することで操縦安定性も向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の実施例１の空気入りラジア
ルタイヤの断面斜視図。

【図２】図１の実施例１の空気入りラジアルタイヤの断
面図。

【図３】本発明の実施例２の空気入りラジアルタイヤの
断面図。

【図４】本発明の実施例３の空気入りラジアルタイヤの
断面図。

【図５】本発明の実施例４の空気入りラジアルタイヤの
断面図。

【図６】本発明の実施例５の空気入りラジアルタイヤの
断面図。

【図７】先行技術の空気入りラジアルタイヤの最大内圧
の１０％時のカーカスラインの断面プロファイルで、基
準円弧Ｒｋとの対比図。

【図８】先行技術の空気入りラジアルタイヤの最大内圧
の１０％時と１００％時とのカーカスラインの断面プロ
ファイルの対比図。

【図９】従来の空気入りラジアルタイヤの最大内圧の１
０％時のカーカスラインの断面プロファイルで、基準円
弧Ｒｋとの対比図。

【図１０】従来の空気入りラジアルタイヤの最大内圧の
１０％時と１００％時とのカーカスラインの断面プロフ
ァイルの対比図。

【符号の説明】

１０空気入りラジアルタイヤ１１ゴム層１２ビート部１３ビートコア１４プライコード１５カーカスプライ１６スチールコード１７スチールベルト層１８トレッド部１９リブ溝（周方向溝）２０不織布補強層Ｇサイド部Ｈバッドレス部Ｓカーカス最大幅部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一層のラジアルカーカスを備
えたラジアルタイヤにおいて、ＪＩＳＤ４２０２、１９
９４による適用リムに組み込み、ＪＩＳＤ４２０２、１
９９４による最大荷重に対応する空気圧の１０％の内圧
を充填したときに、リムフランジ円弧部の中心点Ｑを通
りタイヤ回転軸に対する傾斜角度が４５度で延びる直線
が該カーカス・ラインを横切る交点Ｌからタイヤ軸線に
垂直に立てた直線が該カーカス・ラインを横切る点を交
点Ｍとし、前記交点Ｌ，Ｍを結ぶ選分ＬＭに対してタイ
ヤの軸方向外方に平行に引いた前記カーカスラインの接
線ＪＫと外接するように仮想した該線分ＬＭを弦とする
円弧をＲｋとした場合、（１）該カーカスの最大幅部Ｓから前記交点Ｍまでの前
記カーカスラインは、該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を
通り、（２）該カーカスの最大幅部Ｓから前記交点Ｍまでの該
カーカスラインの少なくとも一部は前記円弧Ｒｋよりも
タイヤの外側を通り、（３）前記タイヤ最大カーカス断面幅位置と該ベルトの
タイヤ幅方向端部との間のバッドレス部Ｈに不織布補強
層を埋設した、ことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】前記不織布補強層は、カーカスの外側に
埋設されることを特徴とする請求項１に記載の空気入り
ラジアルタイヤ。
【請求項３】前記不織布補強層は、カーカスのコード
の間、もしくは、カーカスに内側に埋設されることを特
徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】前記カーカスの最大幅部Ｓから前記交点
Ｍまでの前記カーカスラインは、前記円弧Ｐｋよりもタ
イヤの外側を通り、該円弧Ｒｋとの最大離間距離ｔが２
〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。